2物理常数测定法

物理常数测定法第二章既可以鉴别药物，又可以检查药物的纯度一、相对密度测定法（一）基本概念20℃液体药物密度/水密度（二）测定方法比重瓶法：供试品用量少，较常用韦氏比重秤法：仅用于易挥发液体测量方法•取洁净、干燥并精密称定重量的比重瓶•加入样品（20℃以下）•加热，溢出样品擦干后称定•同样方法测水的质量•供试品的相对密度=供试品的重量/纯化水的重量二、馏程测定法（一）基本原理纯物质有固定的沸点，不纯的物质其沸点往往是一个区间，即馏程在标准压力下，由第5滴→剩3～4ml温度范围三、熔点测定法•熔点是检验化合物纯度的标志。在有机物的鉴定中，所制备的衍生物的熔点是作判断时的最重要的依据之一。三、熔点测定法（一）基本概念熔点由固体熔化成液体的温度熔融同时分解的温度熔化时自初熔至全熔的一段温度熔融同时分解样品受热达到一定温度时产生气泡、变色或浑浊初熔样品开始局部液化、出现明显液滴全熔样品全部液化初熔全熔（二）测定方法（ChP共收载三法）第一法测定易粉碎的结晶性固体如各种结晶型药物样品需先经干燥后才测定熔点第二法测定不易粉碎的固体药物如脂肪、石蜡、羊毛脂第三法测定凡士林等非固体样品（三）注意事项杂质的影响试样中混入杂质（水分、灰尘或其它物质）时，熔点降低、熔距增大。因此测定熔点前试样一定要干燥，并防止混入杂质。试样的填装试样装入前要尽量研细。装入量不可过多。试样一定要装紧•测定易分解、易脱水、易吸潮或升华的试样时，应将毛细管另一端熔封。1、毛细管•中性硬质玻璃•长度≥90mm•内径0.9~1.1mm•壁厚：0.10~0.15mm•毛细管内壁应洁净、干燥，否则熔点偏低。底部要熔封，但不宜太厚。粗细要均匀，内径约为lmm，过细装样困难，过粗使试样受热不均匀。2、温度计的误差及其校正分浸型，具有0.5℃刻度，须先经校正测定熔点时温度计不能全浸在热浴内，一段水银柱外露在空气中，由于受空气冷却的影响。使观测到温度比真实浴温低一些。3、传温液•m.p＜80℃水•m.p＞80℃硅油或液状石蜡4、供试品的使用研细并干燥5、加热要求升温速度不宜过快或过慢。1~1.5℃/min熔融同时分解2.5~3℃/min6、熔点判断应测定3次，求其平均值熔化现象的观察试样出现明显的局部液化现象时的温度为初熔温度，试样刚好全部熔化时的温度为全熔温度。这两个温度之间的间隔称为熔距。7、读数要求四、旋光度测定法(一)基本原理不对称碳原子H︱R－C－R′︱CH3手性碳原子具有光学活性旋光度直线偏振光通过含有某些光学活性的药物液体时，能引起旋光现象，使偏振光的平面向左或向右旋转，旋转的度数称为旋光度钠光谱D线（589.3nm）比旋度测定管长为1dm、浓度为1g/ml时测得的旋光度20DlctD旋光管标准石英旋光管(二)旋光仪的检定基准物蔗糖•旋光度利用旋光仪进行测定。•为提高测量的准确度，实际应用的旋光仪都采用所谓“半荫”原理。•图2-22为国产WXG－4型旋光仪。图2-22WXG－4型旋光仪五、折光率测定法（一）基本原理折射现象光线通过两种密度不同的透明介质时，其速度和方向发生改变的现象空气、供试液ir折光率是入射角的正弦与折射角的正弦的比值rsinisinntD钠光谱D线（589.3nm）20℃入射角折射角FnnP0样品溶液折光率同温度时水的折光率样品%样品溶液每间隔1%浓度时折光率增加值利用折光率计算药物溶液浓度（%）（二)校正方法每次测定前，应用校正用棱镜或水校正折光计20℃时水的折光率为1.3330测定油脂、液态药物(三)应用常用阿培折光计•2．4．1阿培折光仪的工作原理和构造•阿培折光仪是根据临界折射现象设计的。将被测液置于折光率为N的测量棱镜的镜面上，光线由被测液射入棱镜时，入射角为i，折射角为r，根据折射定律：nNSinrSini•在阿培折光仪中，入射角i=90°，其折射角为临界折射角rc，代入上式得：••或n=N·SinrcnNSinrc1图2-14阿培折射仪•2．4．2折光率测定法的应用：•1.定性鉴定•例如二甲苯的三种异构体，沸点很接近，可以通过测定折光率鉴定。•沸点（℃）折光率n•邻二甲苯144.41.5054•间二甲苯139.11.4972•对二甲苯138.31.4958•2.测定化合物的纯度•折光率作为纯度的标志比沸点更为可靠，将实验测得的折光率与文献所记载的纯物质的折光率作对比，可用来衡量试样纯度。试样的实测折光率愈接近文献值，纯度就愈”高。•例如炼油厂重整车间所生产的芳烃，是通过测定芳烃折光率来确定芳烃的纯度。•3.测定溶液的浓度•一些溶液的折光率随其浓度而变化。溶液浓度愈高，折光率愈大。•溶液浓度的测定有以下三种方法。•（1）直接测定法。主要用于糖溶液的测定。用WZS-1型阿贝折光仪可直接读出被测糖液的浓度。•（2）工作曲线法。测定一系列已知浓度某溶液的折光率，将所得的折光率与相应的浓度作图，绘制折光率一浓度曲线（多数情况为一直线，也有的是曲线）。测得待测液的折光率，从曲线上查出相应的浓度。•（3）折光率因数法：所谓折光率因数用下式表示：F=(n-n0)/C•c是每100mL溶液中含试样的质量（g）；n是试样浓度为C时所测得的折光率；n0是纯溶剂的折光率；F是折光率因数，它表示100mL溶液中含有1g试样时，所测折光率与溶剂折光率之差值。在一定条件下，对于特定物质为一常数。•配制一定浓度的标准液测出折光率nt及同温度时溶剂的折光率nt0，代入上式即可求出折光率因数F。在相同温度下，测出试液折光率，按下式计算出试液的浓度c=此法要求浓度与折光率之间具有直线（正比）关系，若不能满足要求，就应该使标准液与待测液的浓度尽量相近，以减小测定误差。Fnn0六、黏度测定法（一）基本概念1、黏度流体对流动的阻抗能力牛顿流体、非牛顿流体牛顿流体流动时所需切应力不随流速的改变而改变如纯溶液低分子物质的溶液非牛顿流体流动时所需切应力随流速改变而改变如高聚物溶液混悬液乳剂分散液表面活性剂溶液2、黏度种类单位动力黏度Pa·s运动黏度mm2/s特性黏度3、测定方法与黏度计种类平氏黏度计运动黏度动力黏度旋转式黏度计动力黏度乌氏黏度计特性黏度如右旋糖酐40、70如二甲硅油、液体石蜡如肝素钠适用于牛顿流体适用于非牛顿流体适用于高聚物溶液例1、黏度的种类有A.特性黏度B.平氏黏度C.动力黏度D.运动黏度E.乌氏黏度例2、属于物理常数的有A.熔点B.C.晶型D.ηE.%1cm1E20Dn例3、特性黏度测定应采用A.乌氏黏度计B.旋转式黏度计C.平氏黏度计D.相对比重法E.量体积法例4、中国药典测定黏度的药物是A.维生素E注射液B.维生素AC.鱼肝油D.右旋糖酐40E.维生素AD丸例5、物理常数是指A.熔点B.比旋度C.相对密度D.晶型E.吸收系数补充1、吸收系数吸光物质在单位浓度、单位液层厚度时的吸收度摩尔吸收系数溶液浓度液层厚度百分吸收系数溶液浓度液层厚度%11cmE2、沸点的测定•沸点和折光率是检验液体有机化合物纯度的标志。沸点的定义：液体在标准大气压下的沸腾时温度称为该物质的“沸点”。纯物质有固定的沸点，但有固定的沸点的物质不一定是纯物质•2．2．1沸点测定方法•一、毛细管法测沸点（微量法）•毛细管法测定沸点在沸点管中进行。•见图2-6。•测定时注意，加热不可过剧，但必须将试样加热至沸点以上再停止加热，。•优点:很少量试样就能满足测定的要求.•缺点:只有试样特别纯才能测得准确值。如果试样含少量易挥发杂质，则所得的沸点值偏低。•二、常量法测沸点•常量法测沸点是液体有机试剂沸点测定的通用试验方法，适用于受热易分解、易氧化的液体有机试剂的沸点测定。•测定装置见图2-7。图2-7沸点测定装置•2．2．2沸程测定方法沸程用蒸馏法测定，在标准化的蒸馏装置（图2-8）中进行。图2-8测定沸程蒸馏装置•2．2．3沸点和沸程的校正•有机化合物的沸点随外界气压的改变而发生变化，所以如果不是在标准大气压力下进行沸点测定时，必须将所测得的沸点加以校正。•所谓标准大气压是指温度为0℃、重力以纬度45°、760mm水银柱作用于海平面上的压力。其数值为101325Pa=1013.25hPa。•在观测大气压时，首先要对气压计的读数进行温度和纬度的校正，然后再进行气压对沸点和沸程温度的校正。•1、气压计读数的校正——温度和纬度的校正•P=Pt－△P1＋△P2•2、气压对沸点或沸程温度的校正•沸点或沸程温度随气压的变化值按下式计算：•△tp=K（1013.25－P）•式中△tp——沸点或沸程温度随气压的变化值，℃；•K——沸点或沸程温度随气压的变化率。根据沸点或沸程温度由表2—6中查出，0℃／hPa；•P——经温度和纬度校正后的气压值hPa。•校正后的沸点或沸程温度按下式计算：•t=t1+△t1+△t2+△tp•式中t1——试样的沸点或沸程温度读数值，℃；•△t1——温度计示值的校正值，℃；•△t2——温度计外露段校正值，℃；•△tp——沸点或沸程温度随气压的变化值，℃。3、密度的测定•密度指在规定温度t℃下单位体积所含物质的质量。以ρt表示，单位为g·cm-3(g·mL-1)。•2．3．1密度瓶法测定密度•密度瓶有各种形状和规格，常用的密度瓶容量为25、10、5mL，一般为球形，比较标准的是附有特制温度计、带磨口帽的小支管的密度瓶。见图2-9。试样密度ρ按下式计算：Vm0水mV水样mm0•m样——20℃时充满密度瓶的试样表观质量，g；•m水——20℃时充满密度瓶的蒸馏水表现质量，g；•——20℃时蒸馏水的密度，g•cm-3，=0.99820g•cm-3•浮力影响不必校正。•2．3．2韦氏天平法测定密度•本法依据阿基米德原理。•当物体全部浸入液体时，物体所减轻的质量，等于物体所排开液体的质量。样水mm0试样的密度=m样m水×00韦氏天平见图2-10•式中——试样在20℃时的密度，gcm-3；•m样——浮锤浮于试样中时的浮力（骑码）读数，g；•m水——浮锤浮于水时的浮力（骑码）读数，g；•——20℃蒸镏水的密度，=0.99820g.cm-3。•分别测定玻璃浮锤在水及试样中的浮力，根据水的密度，即可算出试样的密度。•测定时将玻璃浮锤全部沉入液体中，玻璃浮锤在水中的浮力即骑码读数应为+0.0004，否则天平需检修或换新的骑码。注意严格控制温度为20+0.1℃。平行测定其结果误差应小于0.0005。